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IA, impressão 3D e drones impulsionam inovação na indústria de petróleo e gás no Brasil
Projetos de pesquisadores da Coppe/UFRJ buscam aprimorar testes offshore, monitorar derramamentos de óleo e fabricar componentes metálicos, reduzindo dependência de tecnologias estrangeiras.
Em um momento em que a indústria brasileira de petróleo e gás prioriza ganhar eficiência e reduzir a dependência de tecnologias importadas, pesquisadores da Unidade Embrapii Coppe/UFRJ trabalham em soluções que integram inteligência artificial para modernizar etapas estratégicas da cadeia produtiva.
As inovações, segundo os especialistas, podem diminuir o tempo de análise de ensaios, reduzir desperdícios de matéria-prima, acelerar a fabricação de componentes críticos e tornar mais rápida a resposta a vazamentos de óleo.
Em diferentes estágios de desenvolvimento, as tecnologias já começam a sair do laboratório. No projeto de impressão 3D, por exemplo, um componente já foi instalado e está em operação no Campo de Peregrino, no Rio de Janeiro. Já o sistema de drones para detecção autônoma de derramamentos de óleo foi validado na Baía de Guanabara.
Os três projetos têm a inteligência artificial (IA) como elemento em comum. Ela interpreta grandes volumes de dados de ensaios offshore, monitora a qualidade da impressão 3D em tempo real e detecta automaticamente derramamentos de óleo em imagens captadas por drones.
Conheça cada um dos projetos a seguir.
Gêmeos digitais para a segurança de plataformas
Desenvolvido em parceria com a Petrobras, o projeto 65 LabOceano utiliza inteligência artificial e realidade virtual para criar "gêmeos digitais" — réplicas virtuais em 3D de plataformas de petróleo. A tecnologia reúne os dados gerados em ensaios com modelos reduzidos das estruturas em tanques que simulam as condições do oceano.
A IA será treinada para interpretar esse grande volume de informações, identificar padrões, prever o comportamento das plataformas e auxiliar na elaboração de relatórios técnicos e novos projetos de engenharia. Além de visualizar a estrutura em ambiente virtual, os pesquisadores poderão acessar instantaneamente todos os dados coletados durante os testes.
“O tanque deixa de ser apenas um ambiente de validação experimental e passa a ser uma fonte estruturada de dados para alimentar modelos digitais, IA e sistemas de suporte à decisão para operações reais offshore”, explica Paulo de Tarso Themistocles Esperança, coordenador do projeto.
A iniciativa está em fase de desenvolvimento e validação, com expectativa de aplicações industriais em projetos piloto no curto prazo. “O ‘digital twin’ permite capturar décadas de conhecimento acumulado em ensaios físicos e transformá-lo em uma base tecnológica nacional”, explica Esperança.
“Isso aumenta a capacidade brasileira de projetar, validar e operar sistemas offshore complexos, reduzindo dependências externas em áreas estratégicas como simulação, análise de dados e inteligência operacional”, acrescenta.
Impressão 3D de peças metálicas
Em parceria com a Shell, o projeto 41 LntSold desenvolve uma tecnologia de impressão 3D metálica para fabricar componentes usados na indústria de petróleo e gás, especialmente em equipamentos submarinos.
A proposta é substituir métodos tradicionais, mais lentos e com maior desperdício de material, por um processo capaz de produzir peças mais leves, resistentes e de geometrias complexas. Diferentemente das impressoras 3D convencionais, a tecnologia utiliza arames metálicos e soldagem por arco elétrico para construir os componentes camada por camada.
A inteligência artificial é empregada no monitoramento da fabricação, analisando dados de sensores para identificar desvios de qualidade em tempo real e ajustar automaticamente os parâmetros do processo.
“A manufatura aditiva por arame e arco permite reduzir significativamente o ‘lead time’ de fabricação, produzir componentes sob demanda, diminuir os estoques e reduzir a dependência de importações”, afirma João da Cruz Payão Folho, coordenador da iniciativa.
“Na prática, isso se traduz em redução de custos operacionais, maior disponibilidade dos equipamentos, aumento da produtividade, maior flexibilidade na fabricação de peças complexas e maior segurança operacional.”
A tecnologia já começou a ser aplicada em condições reais. Com o encerramento da segunda etapa do projeto, a expectativa é de acelerar a adoção comercial.
Drones que detectam vazamento de óleo em alto mar
Desenvolvido em parceria com a Repsol Sinopec Brasil, o projeto Ariel cria um sistema robótico inteligente para detectar vazamentos de óleo em alto mar. A tecnologia integra drones, veículos autônomos de superfície, sensores e imagens remotas, analisados por algoritmos de inteligência artificial para monitorar o mar em tempo real.
O sistema também utiliza dados meteorológicos e oceanográficos, como vento, temperatura e correntes marítimas, para aumentar a precisão da detecção e reduzir falhas.
“Antes, essa identificação [de derramamentos de óleo] dependia de inspeção humana ou de técnicas clássicas de visão computacional baseadas em intervalos de cor, textura e regras fixas”, explica Alessandro Jacoud Peixoto, coordenador do projeto. “Com redes neurais treinadas em um banco de dados, o sistema consegue detectar automaticamente as manchas de óleo com maior robustez, reduzindo falsos positivos e falsos negativos.”
Para adoção em larga escala, ainda faltam validação operacional, integração com rotinas industriais, certificação, confiabilidade em campo, manutenção, segurança operacional e demonstração econômica.
